JP5417194B2 - Method and apparatus for measuring dynamic deformation of press mold - Google Patents

Description

本発明は、プレス機本体に装着されたプレス金型によるワーク成形時におけるプレス金型の動的変形を測定するための動的変形測定技術に関する。   The present invention relates to a dynamic deformation measurement technique for measuring dynamic deformation of a press die during work forming by a press die attached to a press machine body.

金属製の板材を被加工物つまりワークとしてこれに外力を加えてプレス成形品を加工するためにプレス機械が使用されている。例えば、自動車車体を構成するドアパネルやフードパネルなどのパネル材つまりプレス成形品は、所定の長さに切断された圧延板からなるブランク材をワークとしてこれをプレス加工することにより成形されている。プレス機械は、上金型および下金型を備えたプレス金型と、下金型を支持するボルスタおよび上金型を上下動するスライダを備えたプレス機本体とを有しており、ボルスタはベッドに取り付けられている。スライダはベッドに取り付けられたコラムに上下動自在に装着されており、コラムの上部に設けられたクラウンにはスライダを上下動するための駆動装置が設けられている。駆動装置のタイプとしては、電動モータを駆動源としてモータ主軸の回転をスライダの上下動に変換するようにしたメカニカル式と、油圧シリンダを駆動源としてこれによりスライダを上下動するようにした油圧式とがある。   A press machine is used to process a press-formed product by applying an external force to a metal plate material as a workpiece, that is, a workpiece. For example, a panel material such as a door panel or a hood panel that constitutes an automobile body, that is, a press-formed product is formed by pressing a blank material made of a rolled plate cut to a predetermined length as a workpiece. The press machine has a press die having an upper die and a lower die, a bolster that supports the lower die, and a press machine body that has a slider that moves the upper die up and down. Attached to the bed. The slider is mounted on a column attached to the bed so as to be movable up and down, and a crown provided at the upper part of the column is provided with a driving device for moving the slider up and down. There are two types of drive devices: a mechanical type that uses an electric motor as a drive source and converts the rotation of the motor spindle into a vertical movement of the slider, and a hydraulic type that uses a hydraulic cylinder as the drive source and thereby moves the slider up and down. There is.

下金型と上金型はそれぞれ内部に複数の空洞部が形成された本体部と、ワークを押圧する加工面が形成された金型表面側の押圧部とを有し、本体部には空洞部を形成するためのリブが設けられている。下金型と上金型のそれぞれの加工面の形状は、加工すべきプレス成形品の形状に応じて設定され、上金型と下金型とからなるプレス金型はプレス機本体に着脱自在に装着される。プレス機本体に装着されるプレス金型を交換することによって同一のプレス機本体を用いて種々のプレス成形品を成形することができる。   Each of the lower mold and the upper mold has a main body part in which a plurality of cavities are formed, and a pressing part on the mold surface side on which a processing surface for pressing a workpiece is formed. Ribs for forming the portion are provided. The shape of the processed surface of the lower mold and the upper mold is set according to the shape of the press-molded product to be processed, and the press mold consisting of the upper mold and the lower mold is detachable from the press machine body. It is attached to. Various press-molded products can be formed using the same press machine main body by exchanging the press mold mounted on the press machine main body.

プレス金型の加工面の形状は、プレス成形後に上金型を下金型から離すとプレス成形品がスプリングバック現象によって元に戻る方向に弾性変形するので、スプリングバック量を加味して設定されることもある。一方、プレス成形時にはプレス金型は弾性変形することになる。この弾性変形の挙動はプレス金型自体の形状や構造のみならず、プレス機本体の形状や構造の影響を受けることになり、プレス金型がプレス成形時に弾性変形すると、プレス成形品の品質を低下させることになる。   The shape of the processed surface of the press mold is set taking into account the amount of spring back because the press molded product is elastically deformed in the direction to return to the original by the spring back phenomenon when the upper mold is separated from the lower mold after press molding. Sometimes. On the other hand, the press mold is elastically deformed during press molding. The behavior of this elastic deformation is affected not only by the shape and structure of the press mold itself, but also by the shape and structure of the press machine body. If the press mold is elastically deformed during press molding, the quality of the press molded product is improved. Will be reduced.

このため、プレス金型の形状や構造は、必要に応じてプレス成形時のプレス金型とプレス機本体の弾性変形の挙動を想定して設計されており、設計に基づいて製造されたプレス金型を用いてワークをプレス加工することによって、プレス金型の弾性変形に起因した動的変形を測定し、設計通りにプレス成型品が製造されるか否かを検証する必要がある。   For this reason, the shape and structure of the press die are designed assuming the elastic deformation behavior of the press die and the press machine body at the time of press molding as necessary, and the press die manufactured based on the design. It is necessary to measure whether or not a press-molded product is manufactured as designed by measuring the dynamic deformation caused by the elastic deformation of the press mold by pressing the workpiece using the mold.

プレス金型の動的変形を測定するため、特許文献１には、プレス金型に変位量を検出するセンサを取り付けて、プレス金型の特定部位の弾性変形量を測定する手法が提案されている。また、特許文献２には、プレス金型に加速度センサを取り付けて、プレス成形時における特定部位の加速度値を積分することによりその部位の速度値を演算し、さらに速度値を積分することによりその部位の変位量を演算するようにした手法が提案されている。   In order to measure the dynamic deformation of the press mold, Patent Document 1 proposes a method of measuring the amount of elastic deformation of a specific part of the press mold by attaching a sensor for detecting the displacement amount to the press mold. Yes. In Patent Document 2, an acceleration sensor is attached to a press die, the acceleration value of a specific part at the time of press molding is integrated to calculate the speed value of the part, and further, the speed value is integrated to A method has been proposed in which the amount of displacement of a part is calculated.

特開２００４−３４７３５４号公報JP 2004-347354 A 特開２００７−１５５３３５号公報JP 2007-155335 A

しかしながら、プレス金型を構成する上金型や下金型に直接センサを取り付けるには、センサの取付作業や取り外し作業に加えて、取付部位等の追加加工が必要となる場合があるので、これらの作業は、実際にプレス金型を製作する際に大きな負担となっている。また、プレス成形時の特定部位の加速度を検出して、加速度値を２回積分して変位量を測定する手法では、積分計算毎に誤差が増幅されて正確な弾性変形量を測定することができないだけでなく、上金型をゆっくりと下降移動させるようにした油圧式のプレス機械には適用できないという問題点がある。   However, in order to attach the sensor directly to the upper and lower molds that make up the press mold, in addition to the sensor mounting and removal operations, additional processing such as mounting sites may be required. This work is a heavy burden when actually manufacturing a press die. Further, in the technique of detecting the acceleration of a specific part during press molding and integrating the acceleration value twice to measure the displacement amount, an error is amplified every integration calculation, and an accurate elastic deformation amount can be measured. In addition to this, there is a problem that it cannot be applied to a hydraulic press machine in which the upper die is moved slowly downward.

本発明の目的は、プレス金型にセンサを取り付ける加工を行うことなく、プレス成形時におけるプレス金型の動的変形を高精度に測定し得るようにすることにある。   An object of the present invention is to enable measurement of dynamic deformation of a press die at the time of press molding with high accuracy without performing processing for attaching a sensor to the press die.

本発明のプレス金型の動的変形測定方法は、下金型および前記下金型に向けて上下動する上金型を備えたプレス金型のプレス成形時の動的変形を測定するプレス金型の動的変形測定方法であって、前記下金型を支持するボルスタおよび前記上金型を上下動するスライダを備えたプレス機本体と前記プレス金型との間に着脱自在に配置されるプレート状の測定治具本体と、前記測定治具本体の表面に沿って隙間を隔てて延びるとともに前記ボルスタの外周部に対応させて前記測定治具本体に設けられた支持部材に両端部が滑り支持される水平棒材とを有する測定治具を用い、前記水平棒材に設けられて前記測定治具本体の特定部位と前記水平棒材との変位量を検出する変位量検出手段により、プレス形成時における前記プレス金型の弾性変形に起因する前記特定部位の上下方向の弾性変形量を検出し、検出された弾性変形量に基づいて前記プレス金型のプレス形成時の弾性変形量を演算することを特徴とする。本発明のプレス金型の動的変形測定方法において、前記測定治具は、前記測定治具本体に配置されてプレス成形時に前記プレス金型から前記測定治具本体の特定部位に加えられる荷重を受ける荷重受け駒と、前記荷重受け駒に設けられてプレス形成時における前記プレス金型の弾性変形に起因して前記荷重受け駒に加わる圧力を測定する圧力検出手段とを有し、前記上金型の前記下金型に対する位置に応じた前記プレス金型の弾性変形量と前記プレス金型の成形面に加わる圧力分布とを同期させて演算することを特徴とする。   The method for measuring dynamic deformation of a press mold according to the present invention is a press mold for measuring dynamic deformation during press molding of a press mold having a lower mold and an upper mold that moves up and down toward the lower mold. A method of measuring dynamic deformation of a mold, wherein the press mold includes a bolster that supports the lower mold and a press machine that includes a slider that moves the upper mold up and down, and is detachably disposed. Both ends of the plate-shaped measurement jig body slide on the support member provided on the measurement jig body and extending along the surface of the measurement jig body with a gap and corresponding to the outer periphery of the bolster. Using a measuring jig having a horizontal bar to be supported, by a displacement amount detecting means provided on the horizontal bar for detecting the amount of displacement between a specific portion of the measuring jig body and the horizontal bar. For elastic deformation of the press mold during forming Wherein detecting the elastic deformation amount in the vertical direction of the specific portion of factors, characterized by calculating the elastic deformation amount at the time of press forming of the press die based on the detected amount of elastic deformation. In the method for measuring dynamic deformation of a press mold according to the present invention, the measurement jig is arranged on the measurement jig main body and applies a load applied from the press mold to a specific part of the measurement jig main body during press molding. A load receiving piece that receives the pressure receiving means, and a pressure detecting means that is provided on the load receiving piece and that measures the pressure applied to the load receiving piece due to elastic deformation of the press mold during press forming, The elastic deformation amount of the press die according to the position of the die relative to the lower die and the pressure distribution applied to the molding surface of the press die are calculated in synchronization.

本発明のプレス金型の動的変形測定装置は、下金型および前記下金型に向けて上下動する上金型を備えたプレス金型のプレス成形時の動的変形を測定するプレス金型の動的変形測定装置であって、前記下金型を支持するボルスタおよび前記上金型を上下動するスライダを備えたプレス機本体と前記プレス金型との間に着脱自在に配置されるプレート状の測定治具本体と、前記測定治具本体の表面に沿って隙間を隔てて延びるとともに前記ボルスタの外周部に対応させて前記測定治具本体に設けられた支持部材に両端部が滑り支持される水平棒材と、前記水平棒材に設けられ、前記測定治具本体の特定部位と前記水平棒材との変位量を測定し、プレス形成時における前記プレス金型の弾性変形に起因する前記特定部位の上下方向の弾性変形量を検出する変位量検出手段とを有し、前記弾性変形量に基づいて前記プレス金型のプレス形成時の弾性変形量を求めることを特徴とする。本発明のプレス金型の動的変形測定装置は、前記測定治具本体に配置され、プレス成形時に前記プレス金型から前記測定治具本体の特定部位に加えられる荷重を受ける荷重受け駒と、前記荷重受け駒に設けられ、プレス形成時における前記プレス金型の弾性変形に起因して前記荷重受け駒に加わる圧力を検出する圧力検出手段と、前記金上型の前記下金型に対する位置に応じた前記プレス金型の弾性変形量と前記プレス金型の成形面に加わる圧力分布とを同期して演算することを特徴とする。   The apparatus for measuring dynamic deformation of a press mold according to the present invention is a press mold for measuring dynamic deformation during press molding of a press mold having a lower mold and an upper mold that moves up and down toward the lower mold. A dynamic deformation measuring apparatus for a mold, which is detachably disposed between a press machine body including a bolster that supports the lower mold and a slider that moves the upper mold up and down and the press mold. Both ends of the plate-shaped measurement jig body slide on the support member provided on the measurement jig body and extending along the surface of the measurement jig body with a gap and corresponding to the outer periphery of the bolster. Due to the elastic deformation of the press mold during press forming, the horizontal bar to be supported and the amount of displacement between the specific part of the measuring jig body and the horizontal bar are measured on the horizontal bar. The amount of elastic deformation in the vertical direction of the specific part And a displacement amount detecting means for output, and obtains the amount of elastic deformation during press forming of the press die based on the elastic deformation amount. The press die dynamic deformation measuring device of the present invention is disposed on the measurement jig body, and a load receiving piece for receiving a load applied to a specific part of the measurement jig body from the press die at the time of press molding, Pressure detecting means provided on the load receiving piece for detecting the pressure applied to the load receiving piece due to elastic deformation of the press mold during press forming, and a position of the upper mold with respect to the lower mold The elastic deformation amount of the press die and the pressure distribution applied to the molding surface of the press die are calculated in synchronization with each other.

本発明のプレス金型の動的変形測定装置において、前記測定治具本体は、前記水平棒材が設けられるとともに前記ボルスタと前記スライダの一方に装着される第１の測定プレートと、前記第１の測定プレートに隙間を隔てて対向し前記隙間内に複数の前記荷重受け駒が分散して配置されるとともに前記ボルスタと前記スライダの他方に装着される第２の測定プレートとを有し、前記変位量測定手段は、前記第１の測定プレートと前記第２の測定プレートの一方の特定部位の上下方向の弾性変形量を検出することを特徴とする。   In the dynamic deformation measuring apparatus for a press die according to the present invention, the measurement jig main body is provided with the horizontal bar and a first measurement plate attached to one of the bolster and the slider, and the first A plurality of load receiving pieces arranged in a dispersed manner in the gap and having a second measurement plate attached to the other of the bolster and the slider, The displacement amount measuring means detects the amount of elastic deformation in the vertical direction of one specific portion of the first measurement plate and the second measurement plate.

本発明によれば、プレス機本体とプレス金型との間に測定治具本体が着脱自在に装着されるようになっており、プレス金型を加工してセンサを取り付けることなく、プレス金型の動的変形を測定することができる。したがって、種々のプレス金型の動的変形を測定するために同じ測定治具を繰り返して使用することができる。   According to the present invention, the measuring jig main body is detachably mounted between the press machine main body and the press mold, and the press mold can be formed without processing the press mold and attaching the sensor. Can be measured. Therefore, the same measuring jig can be used repeatedly to measure the dynamic deformation of various press dies.

プレス金型の弾性変形量を検出するための変位量検出手段は、プレス機本体とプレス金型との間にフローティング支持されるので、変位量検出手段が設けられた特定部位に対応するプレス金型の特定部位における弾性変形量を高精度で検出することができ、変位量検出手段を複数設けることにより、複数個所の弾性変形量を検出することができる。   The displacement amount detecting means for detecting the amount of elastic deformation of the press die is supported in a floating manner between the press machine body and the press die, so that the press die corresponding to the specific portion provided with the displacement amount detecting means is provided. The amount of elastic deformation at a specific part of the mold can be detected with high accuracy, and the amount of elastic deformation at a plurality of locations can be detected by providing a plurality of displacement amount detecting means.

プレス金型に加わる圧力を検出する圧力検出手段は、測定治具に設けられた荷重受け駒に設けられており、圧力検出手段が設けられた特定部位に対応するプレス金型の特定部位における圧力分布を高精度で検出することができ、圧力検出手段が設けられた荷重受け駒を複数設けることにより、複数個所の圧力を検出して圧力分布を検出することができる。   The pressure detection means for detecting the pressure applied to the press die is provided on a load receiving piece provided on the measuring jig, and the pressure at a specific portion of the press die corresponding to the specific portion provided with the pressure detection means. The distribution can be detected with high accuracy, and by providing a plurality of load receiving pieces provided with pressure detecting means, the pressure distribution can be detected by detecting the pressure at a plurality of locations.

上金型の下金型に対するストローク位置に応じてプレス金型の弾性変形量と圧力分布とを同期させて検出することにより、プレス成形時のプレス金型の動的弾性変形挙動をより正確に測定することができる。   By detecting the elastic deformation amount and pressure distribution of the press mold in synchronization with the stroke position of the upper mold relative to the lower mold, the dynamic elastic deformation behavior of the press mold during press molding can be more accurately determined. Can be measured.

本発明の一実施の形態であるプレス金型の動的変形測定装置が搭載されたプレス機械を示す一部切欠き正面図である。1 is a partially cutaway front view showing a press machine equipped with a press die dynamic deformation measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. 図１に示された測定治具本体の第１のプレートを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 1st plate of the measurement jig | tool main body shown by FIG. 図１および図２に示された荷重受け駒を示す一部切欠き斜視図である。FIG. 3 is a partially cutaway perspective view showing the load receiving piece shown in FIGS. 1 and 2. 図２に示された水平棒材の一部切欠き拡大斜視図である。FIG. 3 is a partially cutaway enlarged perspective view of the horizontal bar shown in FIG. 2. 図４における５−５線断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line 5-5 in FIG. 図４における６−６線断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along line 6-6 in FIG. （Ａ）はプレス成形前における弾性変形前の下金型と測定治具本体を示す一部切欠き側面図であり、（Ｂ）はプレス成形後における弾性変形後の下金型と測定治具本体を示す一部切欠き側面図である。(A) is a partially cutaway side view showing a lower die and a measuring jig body before elastic deformation before press molding, and (B) is a lower die and measuring jig after elastic deformation after press molding. It is a partially notched side view which shows a main body. プレス金型の成形時における動的変形を演算する信号処理回路を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the signal processing circuit which calculates the dynamic deformation at the time of shaping | molding of a press die. プレス機本体のモデルの校正を含むプレス金型の設計からプレス成形品の量産までの手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure from the design of a press die including the calibration of the model of a press machine main body to the mass production of a press-formed product. 図９に示す手順でモデルの校正が終わったプレス機本体を用いて図９のプレス金型とは異なる新たなプレス金型を用いてプレス成形品の量産を行う際のプレス金型の設計からプレス成型品の量産までの手順を示すフローチャートである。From the design of the press die when mass-producing the press-molded product using a new press die different from the press die shown in FIG. It is a flowchart which shows the procedure to the mass production of a press molded product.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１には、プレス機本体１０にプレス金型１１と測定装置１２とが装着された状態のプレス機械が示されている。プレス金型１１は下金型１３とこれに向けて上下動する上金型１４とを備えている。プレス機本体１０は、ベッド１５に取り付けられて下金型１３を支持するボルスタ１６と上金型１４を上下動するスライダ１７とを備えており、スライダ１７はベッド１５に取り付けられたコラム１８に上下動自在に装着され、コラム１８の上部に設けられたクラウン１９には、スライダ１７を上下動するための駆動装置２０が設けられている。この駆動装置２０は油圧シリンダを有する油圧式であるが、メカニカル式の駆動装置を有するプレス機械に対しても測定装置１２を搭載することができる。ベッド１５とボルスタ１６には、ボルスタ１６の中央部に対応させて収容孔１５ａが形成されている。この収容孔１５ａの内部には、ブランクホルダの動力源であるクッションピン等が組み込まれるようになっている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a press machine in which a press die 11 and a measuring device 12 are mounted on a press machine body 10. The press die 11 includes a lower die 13 and an upper die 14 that moves up and down toward the lower die 13. The press machine main body 10 includes a bolster 16 that is attached to a bed 15 and supports a lower die 13 and a slider 17 that moves up and down the upper die 14. The slider 17 is attached to a column 18 attached to the bed 15. A crown 19 which is mounted so as to be movable up and down and is provided at the upper part of the column 18 is provided with a drive device 20 for moving the slider 17 up and down. The driving device 20 is a hydraulic type having a hydraulic cylinder, but the measuring device 12 can be mounted on a press machine having a mechanical driving device. In the bed 15 and the bolster 16, an accommodation hole 15 a is formed corresponding to the central portion of the bolster 16. A cushion pin or the like, which is a power source for the blank holder, is incorporated in the housing hole 15a.

下金型１３は本体部２１とその上端部に設けられた押圧部２２とを有し、押圧部２２の表面にはワークＷを押圧する加工面２２ａが形成されている。本体部２１の内部には複数の空洞部２３が形成されており、空洞部２３は本体部２１に設けられたリブ２４により形成されている。同様に、上金型１４は本体部２５とその下端部に設けられた押圧部２６とを有し、押圧部２６の表面には下金型１３の加工面２２ａとの間でワークＷを押圧する加工面２６ａが形成されている。本体部２５の内部には複数の空洞部２７が形成されており、空洞部２７は本体部２５に設けられたリブ２８により形成されている。   The lower mold 13 includes a main body portion 21 and a pressing portion 22 provided at an upper end portion thereof, and a processing surface 22 a that presses the workpiece W is formed on the surface of the pressing portion 22. A plurality of cavities 23 are formed inside the main body 21, and the cavities 23 are formed by ribs 24 provided on the main body 21. Similarly, the upper die 14 has a main body portion 25 and a pressing portion 26 provided at the lower end portion thereof, and the workpiece W is pressed between the surface of the pressing portion 26 and the processing surface 22a of the lower die 13. A processed surface 26a is formed. A plurality of cavities 27 are formed inside the main body 25, and the cavities 27 are formed by ribs 28 provided on the main body 25.

図１に示す下金型１３にはワークＷの外周部を上金型１４との間で挟持するブランクホルダ２９が装着されており、このブランクホルダ２９は下金型１３の一部を構成している。   A blank holder 29 that holds the outer periphery of the workpiece W between the lower mold 13 and the upper mold 14 is attached to the lower mold 13 shown in FIG. 1. The blank holder 29 constitutes a part of the lower mold 13. ing.

測定装置１２はプレス金型１１とプレス機本体１０の間に取り外し自在つまり着脱自在に配置されるようになっている。この測定装置１２は、プレス金型１１によりワークＷを加工する際に、プレス金型１１の弾性変形に起因した動的変形を測定するために使用され、測定が終了してプレス成形品を量産加工する際にはプレス機本体１０から取り外されることになる。図１に示すプレス機械においては、測定装置１２がプレス金型１１の下金型１３とプレス機本体１０のボルスタ１６との間に配置された状態となっているが、この測定装置１２は、上金型１４とスライダ１７との間に配置するようにしてもプレス金型の動的変形を測定することができる。   The measuring device 12 is detachably arranged between the press die 11 and the press machine body 10, that is, detachably. This measuring device 12 is used to measure dynamic deformation caused by elastic deformation of the press die 11 when the workpiece W is processed by the press die 11, and the measurement is finished and mass production of the press-molded product is performed. When processing, it will be removed from the press body 10. In the press machine shown in FIG. 1, the measuring device 12 is arranged between the lower die 13 of the press die 11 and the bolster 16 of the press machine body 10. Even if it is arranged between the upper mold 14 and the slider 17, the dynamic deformation of the press mold can be measured.

測定装置１２は、図１に示されるように、第１のプレート３１と第２のプレート３２とを有する測定治具本体３３を有している。それぞれのプレート３１，３２は四辺形の鋼材により形成されており、幅はボルスタ１６の幅寸法にほぼ対応し、長さは図１における左右のコラム間の長さ寸法にほぼ対応している。図１に示されるように、測定治具本体３３をボルスタ１６の上に配置すると、測定治具本体３３はボルスタ１６の外周部を含めてほぼ全体を覆うようになる。   As shown in FIG. 1, the measuring device 12 has a measuring jig body 33 having a first plate 31 and a second plate 32. Each of the plates 31 and 32 is formed of a quadrilateral steel material, the width substantially corresponds to the width dimension of the bolster 16, and the length substantially corresponds to the length dimension between the left and right columns in FIG. As shown in FIG. 1, when the measurement jig main body 33 is disposed on the bolster 16, the measurement jig main body 33 covers almost the entire surface including the outer peripheral portion of the bolster 16.

図２は測定治具本体３３の第１のプレート３１を示す斜視図である。第１のプレート３１の四隅にはボルト３４が取り付けられ、それぞれのボルト３４は第２のプレート３２にボルト３４に対応して形成された貫通孔に貫通するようになっている。それぞれのボルト３４にナットをねじ結合することにより、２枚のプレート３１，３２は組み合わされて測定治具本体３３が組み立てられる。プレート３１の周囲には複数の切欠き溝３５が形成されており、それぞれの切欠き溝３５には、プレス機本体１０に取り付けられた図示しないピンが挿入され、ピンによりプレート３１はプレス機本体１０に位置決めされる。図１に示すように、測定治具本体３３がボルスタ１６に装着される場合には、切欠き溝３５にはボルスタ１６に設けられたピンが挿入されることになる。第２のプレート３２には図示しない搬送用のアイボルトやフックピンが取り付けられており、両方のプレート３１，３２が組み合わされた状態のもとで、アイボルトやフックピンにワイヤを引っ掛けて巻上げ機等によりプレス機本体１０に対する測定治具本体３３の装着作業と、プレス機本体１０からの搬出作業とが行われる。   FIG. 2 is a perspective view showing the first plate 31 of the measuring jig body 33. Bolts 34 are attached to the four corners of the first plate 31, and each bolt 34 penetrates through holes formed in the second plate 32 corresponding to the bolts 34. By screwing a nut to each bolt 34, the two plates 31, 32 are combined to assemble the measuring jig body 33. A plurality of notch grooves 35 are formed around the plate 31, and pins (not shown) attached to the press machine main body 10 are inserted into the notch grooves 35, and the plate 31 is attached to the press machine main body by the pins. 10 is positioned. As shown in FIG. 1, when the measuring jig body 33 is mounted on the bolster 16, a pin provided on the bolster 16 is inserted into the notch groove 35. The second plate 32 is provided with a conveying eye bolt and hook pin (not shown). A wire is hooked on the eye bolt and hook pin and pressed by a hoisting machine or the like in a state where both the plates 31 and 32 are combined. The mounting operation of the measuring jig main body 33 to the machine main body 10 and the carrying-out work from the press machine main body 10 are performed.

図２および図３に示されるように、第１のプレート３１の表面には複数の円柱形状の荷重受け駒３６がボルト３７により取り付けられている。荷重受け駒３６は、鋼材により形成されており、図示する場合には、プレート３１の長手方向に所定の間隔毎に８つ一列となって配置され、プレート３１の幅方向に６列配置されている。したがって、荷重受け駒３６は６行８列となって合計４８個がマトリックス状に分散して配置されてプレート３１に設けられている。第１のプレート３１に第２のプレート３２を組み合わせると、プレート３２の下面つまりプレート３１の表面に対向する対向面が荷重受け駒３６の端面に接触する。これにより、プレス成形時にはプレス金型１１に加わる荷重がプレート３２を介してそれぞれの荷重受け駒３６に加えられることになる。荷重受け駒３６に加わる荷重は、荷重受け駒３６の位置に対応したプレス金型１１の特定部位の荷重に対応する。両方のプレート３１，３２の間には、図１に示されるように、荷重受け駒３６の高さ寸法に対応した隙間３８が形成されることになる。   As shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of cylindrical load receiving pieces 36 are attached to the surface of the first plate 31 by bolts 37. The load receiving pieces 36 are formed of a steel material. In the illustrated case, the load receiving pieces 36 are arranged in a line of eight at predetermined intervals in the longitudinal direction of the plate 31 and are arranged in six rows in the width direction of the plate 31. Yes. Accordingly, the load receiving pieces 36 are arranged in 6 rows and 8 columns and a total of 48 load receiving pieces 36 are arranged in a matrix and are provided on the plate 31. When the second plate 32 is combined with the first plate 31, the lower surface of the plate 32, that is, the facing surface facing the surface of the plate 31 comes into contact with the end surface of the load receiving piece 36. As a result, a load applied to the press die 11 during press molding is applied to each load receiving piece 36 via the plate 32. The load applied to the load receiving piece 36 corresponds to the load of a specific part of the press die 11 corresponding to the position of the load receiving piece 36. As shown in FIG. 1, a gap 38 corresponding to the height dimension of the load receiving piece 36 is formed between both the plates 31 and 32.

それぞれの荷重受け駒３６の外周面には、プレス成形時にプレス金型１１の弾性変形に起因して荷重受け駒３６に加わる圧力を測定するために、歪みゲージ３９が圧力検出手段として設けられている。歪みゲージ３９は、荷重受け駒３６がプレス成形時の荷重により弾性変形すると、その歪みにより電気抵抗が変化することから、抵抗値の変化に起因した電流の変化を検出することによってそれぞれの荷重受け駒３６の歪み量を検出することができる。そして検出した歪み量と荷重受け駒３６の弾性係数より荷重受け駒３６に加わる応力つまり圧力を検出することができる。それぞれの荷重受け駒３６の位置は予め設定されているので、歪みゲージ３９により検出された特定部位の圧力に基づいて、プレス成形時にプレス金型１１の各部位に加わる圧力の分布を測定することができる。歪みゲージ３９により検出された圧力分布は、下金型１３の加工面２２ａと上金型１４の加工面２６ａにおける圧力分布に対応することになる。荷重受け駒３６の数とそれが配置される位置は、図２に示された数と位置に限られることなく、圧力分布を測定すべき位置に応じて任意に設定される。   A strain gauge 39 is provided on the outer peripheral surface of each load receiving piece 36 as pressure detecting means for measuring the pressure applied to the load receiving piece 36 due to elastic deformation of the press die 11 during press molding. Yes. When the load receiving piece 36 is elastically deformed by a load at the time of press molding, the strain gauge 39 changes its electric resistance due to the strain. Therefore, the strain gauge 39 detects each load receiving by detecting a change in current due to a change in resistance value. The distortion amount of the piece 36 can be detected. The stress, that is, the pressure applied to the load receiving piece 36 can be detected from the detected strain amount and the elastic coefficient of the load receiving piece 36. Since the position of each load receiving piece 36 is set in advance, the distribution of the pressure applied to each part of the press die 11 at the time of press molding is measured based on the pressure of the specific part detected by the strain gauge 39. Can do. The pressure distribution detected by the strain gauge 39 corresponds to the pressure distribution on the processing surface 22a of the lower mold 13 and the processing surface 26a of the upper mold 14. The number of the load receiving pieces 36 and the positions where the load receiving pieces 36 are arranged are not limited to the numbers and positions shown in FIG. 2, but are arbitrarily set according to the positions where the pressure distribution is to be measured.

図２に示されるようにプレート３１には水平棒材４１が設けられている。この水平棒材４１は横断面四角形の角パイプにより形成されており、プレート３１の長手方向中央部に幅方向に延びて設けられている。プレート３１の外周部には、図２および図４に示されるように、水平棒材４１の両端部に対応させてそれぞれ２つのＬ字形状のブラケット４２が相互に対向するようにボルト４３により取り付けられている。図４に示されるように、対向し合う２つのブラケット４２に取り付けられたピン４４が水平棒材４１の端部に長手方向に延びて形成された長孔４５を貫通している。長孔４５を貫通するピン４４とブラケット４２とにより、水平棒材４１をその長手方向に滑り移動自在に支持する支持部材４６が形成されている。水平棒材４１は２枚のプレート３１，３２の間に形成される隙間３８内に、それぞれのプレート３１，３２には接触しないように、支持部材４６によりフローティングした状態となって配置されている。   As shown in FIG. 2, a horizontal bar 41 is provided on the plate 31. The horizontal bar 41 is formed by a square pipe having a quadrangular cross section, and is provided at the center in the longitudinal direction of the plate 31 so as to extend in the width direction. As shown in FIGS. 2 and 4, the plate 31 is attached with bolts 43 so that two L-shaped brackets 42 face each other corresponding to both ends of the horizontal bar 41, as shown in FIGS. 2 and 4. It has been. As shown in FIG. 4, a pin 44 attached to two opposing brackets 42 passes through a long hole 45 formed in the end portion of the horizontal bar 41 so as to extend in the longitudinal direction. A support member 46 that supports the horizontal bar 41 so as to be slidable in the longitudinal direction thereof is formed by the pin 44 penetrating the long hole 45 and the bracket 42. The horizontal bar 41 is arranged in a floating state by a support member 46 in a gap 38 formed between the two plates 31 and 32 so as not to contact the respective plates 31 and 32. .

水平棒材４１の長手方向中央部には、図４および図６に示されるように、センサ取付ブロック４７がボルト４８により取り付けられており、このセンサ取付ブロック４７にはプレート３１と水平棒材４１との間の距離を検出するための渦電流変位センサ４９が変位量検出手段として装着されている。渦電流変位センサ４９は絶縁体に巻き付けられたコイルを有し、コイルに交流電圧を印加すると、コイルにより生成された交流磁界によって測定対象物である鋼材製のプレート３１に渦電流が発生する。渦電流によって発生する磁界は、コイルの電流により生成された磁界と逆方向であり、これら２つの磁界が重なり合って、コイルの出力が変化することから、コイルからの電気信号を取り出すことによりプレート３１と水平棒材４１との間の距離を検出することができる。   As shown in FIGS. 4 and 6, a sensor mounting block 47 is attached to the center portion of the horizontal bar 41 in the longitudinal direction by bolts 48, and the plate 31 and the horizontal bar 41 are attached to the sensor mounting block 47. An eddy current displacement sensor 49 for detecting the distance between the two is mounted as a displacement amount detecting means. The eddy current displacement sensor 49 has a coil wound around an insulator. When an AC voltage is applied to the coil, an eddy current is generated in the steel plate 31 that is a measurement object by an AC magnetic field generated by the coil. The magnetic field generated by the eddy current is in the opposite direction to the magnetic field generated by the coil current, and the two magnetic fields overlap to change the output of the coil. And the horizontal bar 41 can be detected.

水平棒材４１は、上述のように、その両端部が支持部材４６により滑り支持されており、支持部材４６はボルスタ１６の外周部つまりベッド１５の外周部に対応させてプレート３１に取り付けられている。したがって、図７に示すように、測定装置１２をプレス機本体１０とプレス金型１１との間に装着した状態のもとで、スライダ１７を下降移動させてワークＷをプレス加工することにより、プレス成形時にプレス金型１１に成形荷重が加えられると、収容孔１５ａに対応する測定治具本体３３の中央部は、図７（Ａ）に示すように、プレス金型１１の弾性変形によって上下方向に弾性変形して変位することになる。これに対し、プレート３１の外周部は、ベッド１５にボルスタ１６を介して支持されているので、上下方向には変位しない。しかも、水平棒材４１の両端部はピン４４が長孔４５を貫通して支持部材４６により滑り支持されているので、ボルスタ１６が成形荷重により撓んでも、水平棒材４１はプレス成形前と同様に全体的に水平状態を保持することになる。これにより、水平棒材４１に取り付けられた渦電流変位センサ４９はプレス成形の前後で上下に変位することがないので、プレス成形時におけるプレス金型１１の弾性変形に起因したプレート３１の変位量を測定することができる。渦電流変位センサ４９により検出されたプレート３１の変位量は、プレス金型１１の上下方向に変位量に対応するので、渦電流変位センサ４９によりプレス成形時のプレス金型１１の動的変形量を検出することができる。   As described above, both ends of the horizontal bar 41 are slidably supported by the support member 46, and the support member 46 is attached to the plate 31 so as to correspond to the outer peripheral portion of the bolster 16, that is, the outer peripheral portion of the bed 15. Yes. Therefore, as shown in FIG. 7, by pressing the work W by moving the slider 17 downward while the measuring device 12 is mounted between the press machine body 10 and the press die 11, When a molding load is applied to the press die 11 during press molding, the central portion of the measuring jig body 33 corresponding to the receiving hole 15a is moved up and down by elastic deformation of the press die 11 as shown in FIG. It will be displaced by elastic deformation in the direction. On the other hand, since the outer peripheral part of the plate 31 is supported by the bed 15 via the bolster 16, it is not displaced in the vertical direction. In addition, since the pins 44 pass through the long holes 45 and are supported by the support members 46 at both ends of the horizontal bar 41, even if the bolster 16 is bent by a molding load, the horizontal bar 41 is not pressed. Similarly, the horizontal state is maintained as a whole. Thereby, since the eddy current displacement sensor 49 attached to the horizontal bar 41 does not move up and down before and after the press molding, the displacement amount of the plate 31 due to the elastic deformation of the press die 11 at the time of press molding. Can be measured. Since the displacement amount of the plate 31 detected by the eddy current displacement sensor 49 corresponds to the displacement amount in the vertical direction of the press die 11, the dynamic deformation amount of the press die 11 during press molding by the eddy current displacement sensor 49. Can be detected.

渦電流変位センサ４９は、図示する場合には、水平棒材４１に対する第１のプレート３１の変位量を検出するようにしているが、２枚のプレート３１，３２は同一の変位量で弾性変形するので、渦電流変位センサ４９の位置を上下反転させることにより、水平棒材４１に対する第２のプレート３２の変位量を検出するようにしても良い。図１は、水平棒材４１には１つの渦電流変位センサ４９が設けられた形態が示されているが、水平棒材４１に複数の渦電流変位センサ４９を設けるようにした形態、および１つまたは複数の渦電流変位センサ４９が設けられた複数の水平棒材をプレート３１に設けるようにした形態とすると、複数の特定個所の弾性変形量を検出することができる。   In the illustrated case, the eddy current displacement sensor 49 detects the amount of displacement of the first plate 31 with respect to the horizontal bar 41, but the two plates 31, 32 are elastically deformed with the same amount of displacement. Therefore, the displacement amount of the second plate 32 relative to the horizontal bar 41 may be detected by inverting the position of the eddy current displacement sensor 49 up and down. FIG. 1 shows a form in which the horizontal bar 41 is provided with one eddy current displacement sensor 49. However, the horizontal bar 41 is provided with a plurality of eddy current displacement sensors 49. When a plurality of horizontal bars provided with one or a plurality of eddy current displacement sensors 49 are provided on the plate 31, it is possible to detect elastic deformation amounts at a plurality of specific locations.

図１に示されるように、測定治具本体３３は２枚のプレート３１，３２を有しているが、１枚のプレートにより測定治具本体３３を形成することもできる。測定治具本体３３が１枚のプレートにより形成される形態においては、水平棒材４１をプレートに形成された溝内に配置するようにして、水平棒材４１にプレス金型１１が直接接触しないようにすることになる。また、測定治具本体３３を２枚のプレート３１，３２により形成すると、プレート３２のうちリブ２４が当接しない部位における圧力分布を測定することができるという利点がある。これに対し、１枚のプレートにより測定治具本体３３を形成する場合には、下金型１３のリブ２４の位置、または上金型１４のリブ２８の位置に対応させてプレートの表面に荷重受け駒３６を取り付けることになる。   As shown in FIG. 1, the measurement jig main body 33 has two plates 31 and 32, but the measurement jig main body 33 can also be formed by one plate. In the embodiment in which the measuring jig body 33 is formed by a single plate, the horizontal bar 41 is disposed in the groove formed in the plate so that the press die 11 does not directly contact the horizontal bar 41. Will do so. Further, when the measuring jig main body 33 is formed by the two plates 31 and 32, there is an advantage that the pressure distribution in the portion of the plate 32 where the rib 24 does not contact can be measured. On the other hand, when the measuring jig body 33 is formed by a single plate, a load is applied to the surface of the plate corresponding to the position of the rib 24 of the lower mold 13 or the position of the rib 28 of the upper mold 14. The receiving piece 36 is attached.

スライダ１７により上下に駆動される上金型１４には、図１に示されるように、上金型１４の上下動ストロークに応じた上金型１４の下金型１３に対する位置ないし距離を測定するために、レーザー変位計５１がストローク検出手段として設けられている。このレーザー変位計５１はレーザー光を下金型１３に向けて照射する発光素子と、下金型１３からの反射光を受光する受光素子とを有しており、反射光が受光素子に到達する位置に応じて上金型１４と下金型１３の距離が測定され、上金型１４の下降移動開始時からの下金型１３と上金型１４の距離に基づいて上金型１４の下金型１３に対する距離が検出される。なお、ストローク検出手段としてのレーザー変位計５１の発光素子と受光素子の設定位置は上金型１４の下金型１３に対する位置ないし距離を計測することができれば、スライダやボルスタ等に直接又は間接的に設けても良い。また、ストローク検出手段としては、レーザー変位計の他に、超音波センサー、渦電流計センサー、接触式センサー等、成形ストローク以上の距離を検出できれば、いずれの手段でも構わない。   As shown in FIG. 1, the upper mold 14 driven up and down by the slider 17 measures the position or distance of the upper mold 14 relative to the lower mold 13 according to the vertical movement stroke of the upper mold 14. Therefore, a laser displacement meter 51 is provided as a stroke detection means. The laser displacement meter 51 has a light emitting element that irradiates laser light toward the lower mold 13 and a light receiving element that receives reflected light from the lower mold 13, and the reflected light reaches the light receiving element. The distance between the upper mold 14 and the lower mold 13 is measured according to the position, and the distance between the lower mold 13 and the upper mold 14 from the start of the downward movement of the upper mold 14 is below the upper mold 14. A distance to the mold 13 is detected. It should be noted that the set positions of the light emitting element and the light receiving element of the laser displacement meter 51 as the stroke detecting means can be directly or indirectly applied to the slider, bolster or the like if the position or distance of the upper mold 14 relative to the lower mold 13 can be measured. May be provided. As the stroke detecting means, any means other than a laser displacement meter, such as an ultrasonic sensor, an eddy current sensor, a contact sensor, etc., can be used as long as it can detect a distance longer than the forming stroke.

図８は歪みゲージ３９、渦電流変位センサ４９およびレーザー変位計５１からの信号に基づいてプレス金型１１の動的変形を演算する信号処理回路を示すブロック図である。   FIG. 8 is a block diagram showing a signal processing circuit for calculating the dynamic deformation of the press die 11 based on signals from the strain gauge 39, the eddy current displacement sensor 49 and the laser displacement meter 51.

歪みゲージ３９、渦電流変位センサ４９およびレーザー変位計５１からの検出信号はコントローラ５２に送られるようになっている。このコントローラ５２にはそれぞれのセンサからのアナログ信号を増幅するアンプ、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、および入出力ポートなどが設けられている。コントローラ５２には操作盤５３が接続されており、この操作盤５３に設けられたキーを操作することにより測定開始が指令される。コントローラ５２にはモニタ５４が接続されており、このモニタ５４の画面にはそれぞれの歪みゲージ３９により検出された信号に基づいて圧力値がそれぞれの歪みゲージ３９の位置情報とともに点灯表示される。さらに、モニタ５４には渦電流変位センサ４９により検出された信号に基づいて変位量がその渦電流変位センサ４９の位置情報とともに点灯表示され、レーザー変位計５１により検出された信号に基づいて上金型１４の下金型１３に対するストローク情報が点灯表示される。コントローラ５２は、それぞれの検出信号に基づいて圧力値等を演算するプログラムが格納されたＲＯＭと、一時的にデータを保存するＲＡＭ等を有している。   Detection signals from the strain gauge 39, the eddy current displacement sensor 49 and the laser displacement meter 51 are sent to the controller 52. The controller 52 is provided with an amplifier for amplifying an analog signal from each sensor, an A / D converter for converting the analog signal into a digital signal, an input / output port, and the like. An operation panel 53 is connected to the controller 52, and the start of measurement is instructed by operating a key provided on the operation panel 53. A monitor 54 is connected to the controller 52, and a pressure value is lit on the screen of the monitor 54 together with position information of each strain gauge 39 based on a signal detected by each strain gauge 39. Further, the monitor 54 displays the displacement amount together with the position information of the eddy current displacement sensor 49 based on the signal detected by the eddy current displacement sensor 49, and the upper metal plate based on the signal detected by the laser displacement meter 51. Stroke information for the lower mold 13 of the mold 14 is lit and displayed. The controller 52 includes a ROM that stores a program that calculates a pressure value and the like based on each detection signal, and a RAM that temporarily stores data.

変位量はストローク情報と同期してモニタ５４に表示されるようになっており、上金型１４の下金型１３に対する位置に応じた変位量がモニタ５４に表示される。同様に、圧力値はストローク情報と同期してモニタ５４に表示されるようになっており、上金型１４の下金型１３に対する位置に応じた圧力値がモニタ５４に表示される。それぞれの歪みゲージ３９により検出された圧力値を表示するモニタと、渦電流変位センサ４９により検出された変位量を表示するモニタとを別々に設けるようにしても良い。   The amount of displacement is displayed on the monitor 54 in synchronization with the stroke information, and the amount of displacement corresponding to the position of the upper mold 14 relative to the lower mold 13 is displayed on the monitor 54. Similarly, the pressure value is displayed on the monitor 54 in synchronization with the stroke information, and the pressure value corresponding to the position of the upper mold 14 relative to the lower mold 13 is displayed on the monitor 54. A monitor that displays the pressure value detected by each strain gauge 39 and a monitor that displays the amount of displacement detected by the eddy current displacement sensor 49 may be provided separately.

コントローラ５２にはデータ記録装置５５が接続されており、ストロークに応じた圧力値と変位量のデータはデータ記録装置５５に格納される。データ記録装置５５に格納された圧力値などのデータはプリンタ５６により印字することができる。   A data recording device 55 is connected to the controller 52, and the pressure value and displacement data corresponding to the stroke are stored in the data recording device 55. Data such as pressure values stored in the data recording device 55 can be printed by the printer 56.

上述した測定装置１２をプレス機本体１０に搭載してプレス金型１１の動的変形を測定するには、図１に示すように測定装置１２をプレス機本体１０とプレス金型１１との間に装着する。この状態のもとで、スライダ１７により上金型１４を上昇限位置から下金型１３に向けて下降移動させる。上金型１４の下金型１３に対するストローク情報はレーザー変位計５１からコントローラ５２に送られる。上金型１４が下金型１３にワークＷを介して押し付けられると、それぞれの歪みゲージ３９と渦電流変位センサ４９からはコントローラ５２に検出信号が送られる。   In order to measure the dynamic deformation of the press die 11 by mounting the measuring device 12 described above on the press machine body 10, the measurement device 12 is placed between the press machine body 10 and the press die 11 as shown in FIG. Attach to. Under this state, the upper mold 14 is moved downward from the ascent end position toward the lower mold 13 by the slider 17. Stroke information for the lower mold 13 of the upper mold 14 is sent from the laser displacement meter 51 to the controller 52. When the upper mold 14 is pressed against the lower mold 13 via the workpiece W, detection signals are sent from the respective strain gauges 39 and eddy current displacement sensors 49 to the controller 52.

歪みゲージ３９は２枚のプレート３１，３２の間に配置されているので、図７（Ｂ）に示されるように、プレス金型１１から両方のプレート３１，３２に加わる荷重に応じてプレート３１，３２が弾性変形し、荷重受け駒３６に加わる圧力値が歪みゲージ３９により検出される。検出される圧力値は、下金型１３の加工面２２ａと上金型１４の加工面２６ａに加わる圧力に対応する。一方、渦電流変位センサ４９は水平棒材４１によりフローティング支持されているので、プレート３１，３２が図７（Ｂ）に示されるように弾性変形しても、渦電流変位センサ４９は変位することなく、プレート３１の弾性変形量を検出することになり、検出された弾性変形量はプレス金型１１の弾性変形量に対応する。これにより、上金型１４の下降移動ストロークに対応した下金型１３と上金型１４の加工面における圧力分布と、特定部位の変位量が演算されてそれぞれのデータがデータ記録装置５５に格納される。それぞれのデータはモニタ５４に点灯表示することがきる。なお、図７（Ｂ）においては、弾性変形量が誇張して示されている。   Since the strain gauge 39 is disposed between the two plates 31 and 32, as shown in FIG. 7B, the plate 31 corresponds to the load applied to both the plates 31 and 32 from the press die 11. 32 are elastically deformed, and a pressure value applied to the load receiving piece 36 is detected by a strain gauge 39. The detected pressure value corresponds to the pressure applied to the machining surface 22a of the lower mold 13 and the machining surface 26a of the upper mold 14. On the other hand, since the eddy current displacement sensor 49 is supported floating by the horizontal bar 41, even if the plates 31 and 32 are elastically deformed as shown in FIG. 7B, the eddy current displacement sensor 49 is displaced. Instead, the elastic deformation amount of the plate 31 is detected, and the detected elastic deformation amount corresponds to the elastic deformation amount of the press die 11. Thereby, the pressure distribution on the machining surface of the lower mold 13 and the upper mold 14 corresponding to the downward movement stroke of the upper mold 14 and the displacement amount of the specific part are calculated, and the respective data are stored in the data recording device 55. Is done. Each data can be lit and displayed on the monitor 54. In FIG. 7B, the elastic deformation is exaggerated.

渦電流変位センサ４９が設けられた水平棒材４１のみを有する形態の測定装置を用いてプレス成形時のプレス金型１１の動的弾性変形を測定する場合には、特定部位の変形量のデータのみがデータ記録装置５５に格納される。一方、歪みゲージ３９が設けられた荷重受け駒３６のみを有する形態の測定装置を用いて、プレス成形時のプレス金型の動的弾性変形を測定する場合には、圧力値のデータのみがデータ記録装置５５に格納されることになる。ただし、図示するように、測定装置１２により上金型１４の下金型１３に対する移動ストロークに同期させて、特定部位の変形量と圧力とを検出することによってプレス金型１１のプレス成型時の弾性変形挙動をより正確に迅速に測定することができる。また、レーザー変位計５１により上金型１４の下金型１３に対するストローク情報を検出するようにすると、全ての歪みゲージ３９からの圧力情報を同時に検出することなく、複数回に分けて検出するようにしても、それぞれの検出情報をストロークに対応させることができる。   When measuring the dynamic elastic deformation of the press die 11 at the time of press molding using a measuring apparatus having only the horizontal bar 41 provided with the eddy current displacement sensor 49, data on the deformation amount of a specific part. Are stored in the data recording device 55 only. On the other hand, when measuring the dynamic elastic deformation of the press mold at the time of press molding using the measuring device having only the load receiving piece 36 provided with the strain gauge 39, only the pressure value data is data. It is stored in the recording device 55. However, as shown in the figure, the measuring device 12 detects the amount of deformation and the pressure of the specific part in synchronization with the movement stroke of the upper mold 14 relative to the lower mold 13, so that the press mold 11 is pressed. The elastic deformation behavior can be measured more accurately and quickly. Further, when the stroke information for the lower mold 13 of the upper mold 14 is detected by the laser displacement meter 51, the pressure information from all the strain gauges 39 is detected at a plurality of times without being detected simultaneously. Anyway, each detection information can be made to correspond to a stroke.

図９および図１０は、測定装置１２によって得られたデータに基づいてプレス金型１１の形状や構造を決定して、プレス成形品を量産する手順を示すフローチャートである。図９はプレス機本体１０のモデルの校正を含むプレス金型の設計からプレス成形品の量産までの手順を示すフローチャートであり、図１０は図９に示す手順でモデル校正が終わったプレス機本体１０を用いて図９のプレス金型とは異なる新たなプレス金型によりプレス成形品の量産を行う際のプレス金型の設計からプレス成型品の量産までの手順を示すフローチャートである。   FIG. 9 and FIG. 10 are flowcharts showing a procedure for mass-producing a press-formed product by determining the shape and structure of the press die 11 based on the data obtained by the measuring device 12. FIG. 9 is a flowchart showing the procedure from the design of the press die including the calibration of the model of the press machine body 10 to the mass production of the press-molded product. FIG. 10 is the press machine body after the model calibration is completed in the procedure shown in FIG. 10 is a flowchart showing a procedure from design of a press die to mass production of a press-molded product when mass-producing a press-molded product using a new press die different from the press die of FIG.

まず、プレス機本体のモデルの校正を初めて行った上で、プレス成形品の量産を行う手順について、図９を参照しつつ説明する。プレス金型１１を製作するには、加工すべきプレス成形品の形状に基づいてプレス金型１１のモデルつまり下金型１３の加工面２２ａの形状、リブ２４の厚みや位置等についてと、上金型１４の加工面２６ａの形状、リブ２６の厚みや位置等についての金型モデルの形状や構造が設計される一方、プレス金型１１が搭載されるプレス機本体１０の簡略モデルの形状や構造が設定される（ステップＳ０，Ｓ１，Ｓ４）。プレス金型１１の金型モデルのデータとプレス機本体１０の簡略モデルのデータとに基づいて、プレス成形時のプレス金型の動的変形をＦＥＭ解析により解析する（ステップＳ５）。   First, a procedure for mass production of a press-molded product after first calibrating the model of the press machine main body will be described with reference to FIG. In order to manufacture the press die 11, the model of the press die 11, that is, the shape of the processing surface 22a of the lower die 13, the thickness and position of the rib 24, etc. based on the shape of the press molded product to be processed, While the shape and structure of the die model with respect to the shape of the processed surface 26a of the die 14 and the thickness and position of the rib 26 are designed, the shape of the simplified model of the press machine body 10 on which the press die 11 is mounted A structure is set (steps S0, S1, S4). Based on the data of the mold model of the press mold 11 and the data of the simplified model of the press machine body 10, the dynamic deformation of the press mold at the time of press molding is analyzed by FEM analysis (step S5).

一方で、加工すべきプレス成形品に対応して設計したプレス金型１１を製作し（ステップＳ２）、そのプレス金型１１と測定装置１２とを図１に示すようにプレス機本体１０に搭載してプレス金型１１を用いて実際にワークＷをプレス加工する。プレス加工時に上述した測定装置１２を用いて、プレス金型１１の動的変形を測定する（ステップＳ３）。測定結果は図８に示したデータ記録装置５５に格納されており、この測定結果とステップＳ５の解析結果とを照合する（ステップＳ６）。これらの照合により、プレス金型の動的変形がプレス成形時のプレス金型の動的変形の解析結果の誤差の範囲内であると判定されれば、ステップＳ９へと進む。   On the other hand, a press die 11 designed corresponding to the press-molded product to be processed is manufactured (step S2), and the press die 11 and the measuring device 12 are mounted on the press machine body 10 as shown in FIG. Then, the workpiece W is actually pressed using the press die 11. The dynamic deformation of the press die 11 is measured using the measuring device 12 described above during the press working (step S3). The measurement result is stored in the data recording device 55 shown in FIG. 8, and this measurement result is collated with the analysis result in step S5 (step S6). If it is determined by these verifications that the dynamic deformation of the press die is within the error range of the analysis result of the dynamic deformation of the press die at the time of press molding, the process proceeds to step S9.

一方、金型モデルの解析結果とプレス金型の動的挙動の測定結果とを照合した結果、測定結果が誤差の範囲を超えていた場合には、測定された動的変形のデータと解析結果とが一致するようにプレス機本体１０のモデルを校正する（ステップＳ８）。モデルの校正に際しては、プレス機本体１０とプレス金型１１との境界条件が測定結果に基づいて設定される。解析結果と測定結果とが大きく相違するのは、ステップＳ０で設定したプレス機本体１０の簡易のモデルが実際のプレス機本体１０と相違していた場合であり、測定された動的変形のデータに基づいてプレス機本体１０のモデルを校正する。そして、プレス金型１１の金型モデルのデータと校正されたプレス機本体１０のモデルのデータとに基づいて、プレス成形時のプレス金型の動的変形をＦＥＭ解析により再度解析し（ステップＳ５）、ステップＳ３にて測定した測定結果と校正したプレス機本体１０のモデルに基づいて行ったステップＳ５の解析結果とを照合する（ステップＳ６）。ステップＳ６の照合により、プレス金型１１の動的変形がプレス成形時のプレス金型１１の動的変形の解析結果の誤差の範囲内であると判定されれば、ステップＳ９へと進み、許容誤差範囲を超えていた場合には、再度ステップＳ８，Ｓ５，Ｓ６の処理を行う。   On the other hand, if the analysis result of the die model and the measurement result of the dynamic behavior of the press die are collated, and the measurement result exceeds the error range, the measured dynamic deformation data and the analysis result The model of the press machine main body 10 is calibrated so as to match (step S8). When the model is calibrated, the boundary condition between the press machine body 10 and the press die 11 is set based on the measurement result. The difference between the analysis result and the measurement result is when the simple model of the press machine body 10 set in step S0 is different from the actual press machine body 10, and the measured dynamic deformation data. Based on the above, the model of the press machine body 10 is calibrated. Then, based on the die model data of the press die 11 and the calibrated model data of the press machine body 10, the dynamic deformation of the press die at the time of press molding is analyzed again by FEM analysis (step S5). ), The measurement result measured in step S3 is collated with the analysis result of step S5 performed based on the calibrated model of the press machine body 10 (step S6). If it is determined in step S6 that the dynamic deformation of the press mold 11 is within the error range of the dynamic deformation analysis result of the press mold 11 at the time of press molding, the process proceeds to step S9 and allowed. If the error range is exceeded, the processes of steps S8, S5, and S6 are performed again.

次に、校正されたプレス機本体１０のモデルとプレス金型のモデルとのデータをプレス機本体１０の解析時の入力値や境界値としてプレス成形時のプレス金型の動的変形をＦＥＭ解析により解析し（ステップＳ９）、この解析結果から得られるデータを基準値と照合する（ステップＳ１０）。照合結果が許容範囲を超えている場合には、プレス金型１１のモデルを修正して（ステップＳ１２）、再度プレス金型の動的変形を解析し、基準値と照合する（ステップＳ９，Ｓ１０）。一方、照合結果が許容範囲内であると判定されれば、修正されたプレス金型１１のモデルに対応するようにプレス金型１１の修正を行い（ステップＳ１３）、ステップＳ１４へ進む。   Next, FEM analysis of the dynamic deformation of the press mold during press molding is performed by using the calibrated data of the model of the press machine 10 and the model of the press mold as input values and boundary values during the analysis of the press machine body 10. (Step S9), and the data obtained from the analysis result is collated with a reference value (step S10). If the collation result exceeds the allowable range, the model of the press die 11 is corrected (step S12), the dynamic deformation of the press die is analyzed again, and collated with the reference value (steps S9, S10). ). On the other hand, if it is determined that the collation result is within the allowable range, the press die 11 is corrected to correspond to the corrected model of the press die 11 (step S13), and the process proceeds to step S14.

ステップＳ１４ではステップＳ１３で修正したプレス金型１１を用いてプレス成形品の試作を行う。そして、試作したプレス成形品の品質合否を判定し、要求品質を満足している場合には、試作を行ったプレス金型１１を用いてプレス成形品の量産へと移行する（ステップＳ１７）。一方、ステップＳ１５にて試作したプレス成形品が要求品質を満足しない場合にはプレス金型１１を修正し（ステップＳ１６）、修正したプレス金型１１を用いてプレス成形品の試作を行う（ステップＳ１４）。   In step S14, a press-molded product is prototyped using the press die 11 corrected in step S13. Then, it is judged whether or not the quality of the prototyped press-molded product is acceptable, and if the required quality is satisfied, the mass production of the press-molded product is shifted using the prototyped press die 11 (step S17). On the other hand, if the press-molded product prototyped in step S15 does not satisfy the required quality, the press mold 11 is corrected (step S16), and the press-molded product is prototyped using the corrected press mold 11 (step S16). S14).

次に、モデルの校正が終わったプレス機本体１０を用いて図９のプレス金型とは異なる新たなプレス金型を用いてプレス成形品の量産を行う際のプレス金型の設計からプレス成形品の量産までの手順について図１０を参照して説明する。なお、図９と同様の処理については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。   Next, using the press machine body 10 for which the model has been calibrated, a new press mold different from the press mold shown in FIG. The procedure up to mass production will be described with reference to FIG. Note that the same processes as those in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

この場合、プレス金型１１を製作するには、加工すべきプレス成形品の形状に基づいてプレス金型１１のモデルつまり下金型１３の加工面２２ａの形状、リブ２４の厚みや位置等についてと、上金型１４の加工面２６ａの形状、リブ２６の厚みや位置等についての金型モデルの形状や構造が設定されるとともに、図９の処理の中で校正された金型プレス機本体１０のモデルを取得して設定される（ステップＳ１，Ｓ４，Ｓ２−０）。   In this case, in order to manufacture the press die 11, the model of the press die 11, that is, the shape of the processing surface 22 a of the lower die 13, the thickness and position of the rib 24, etc., based on the shape of the press molded product to be processed. The shape and structure of the die model with respect to the shape of the processed surface 26a of the upper die 14 and the thickness and position of the rib 26 are set, and the die press machine body calibrated in the process of FIG. Ten models are acquired and set (steps S1, S4, S2-0).

そして、設定されたプレス機本体１０のモデルとプレス金型１１のモデルとのデータをプレス機本体１０の解析時の入力値や境界値としてプレス成形時のプレス金型の動的変形をＦＥＭ解析により解析し（ステップＳ９）、この解析結果から得られるデータを基準値と照合する（ステップＳ１０）。この照合結果が許容範囲内であると判定されるまで、プレス金型１１のモデルの修正（ステップＳ１２）を繰り返す。   Then, the data of the set model of the press machine 10 and the model of the press mold 11 are used as input values and boundary values at the time of analysis of the press machine body 10, and dynamic deformation of the press mold at the time of press molding is analyzed by FEM analysis. (Step S9), and the data obtained from the analysis result is collated with a reference value (step S10). The correction of the model of the press die 11 (step S12) is repeated until it is determined that the collation result is within the allowable range.

そして、照合結果が許容範囲内であると判定されると修正されたプレス金型１１のモデルに基づいてプレス金型１０を製作する（ステップＳ２−２）。以降は、図９のステップＳ１４〜Ｓ１７と同様にしてプレス金型による量産へと至る。   When it is determined that the collation result is within the allowable range, the press die 10 is manufactured based on the corrected model of the press die 11 (step S2-2). Thereafter, mass production using a press die is performed in the same manner as steps S14 to S17 in FIG.

このように、プレス金型１１の設計モデルのデータとプレス機本体１０の簡易モデルのデータとに基づいてＦＥＭ解析された解析結果と、プレス金型１１を作動させて測定された動的変形の測定結果とを照合することによって、プレス機本体１０のモデルを校正することができるので、プレス機本体１０が経年変化により動的変形特性が変化したとしても、プレス金型１１の動的変形を測定することによってプレス機本体１０の解析モデルのデータを校正することができる。同様に、プレス機本体１０についての形状や構造の詳細なデータが不明であっても、プレス金型１１についての形状や構造のデータがあれば、ＦＥＭ解析とプレス金型１１についての動的変形の測定とを行うことにより、プレス機本体１０のモデリングを正確に行うことができる。これにより、プレス金型１１を修正する回数を少なくすることが可能となり、短期間に迅速にプレス金型１１を製作することができる。また、プレス機本体１０のモデルを取得した後に係る図９の手順ではステップＳ１０での照合を経て修正されたプレス金型のモデルに基づいてプレス金型を修正するため、図９のステップＳ１３に係るプレス金型の修正に関する工程が不要となり、より迅速にプレス金型１１を製作することができる。   As described above, the FEM analysis result based on the design model data of the press die 11 and the simple model data of the press machine body 10 and the dynamic deformation measured by operating the press die 11 are described. Since the model of the press machine main body 10 can be calibrated by collating with the measurement result, even if the press machine main body 10 changes its dynamic deformation characteristics due to secular change, the dynamic deformation of the press die 11 is prevented. By measuring, the data of the analysis model of the press machine body 10 can be calibrated. Similarly, even if detailed data on the shape and structure of the press machine body 10 is unknown, if there is data on the shape and structure of the press mold 11, FEM analysis and dynamic deformation of the press mold 11 are performed. Thus, the press machine body 10 can be accurately modeled. Thereby, it becomes possible to reduce the frequency | count of correcting the press metal mold | die 11, and the press metal mold | die 11 can be manufactured rapidly in a short time. Further, in the procedure of FIG. 9 after acquiring the model of the press machine main body 10, in order to correct the press die based on the press die model corrected through the collation in step S 10, step S 13 in FIG. 9 is performed. The step relating to the correction of the press die is not necessary, and the press die 11 can be manufactured more quickly.

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、図１は絞り加工用のプレス機械を示すが、張り出し成形や絞り成形と張り出し成形とが複合されたプレス成型品を加工するためのプレス機械に対しても適用することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, FIG. 1 shows a press machine for drawing, but the invention can also be applied to a press machine for processing a press-molded product in which stretch molding or draw molding and stretch molding are combined.

１０ プレス機本体
１１ プレス金型
１２ 測定装置
１３ 下金型
１４ 上金型
１５ ベッド
１６ ボルスタ
１７ スライダ
１８ コラム
１９ クラウン
２０ 駆動装置
２１ 本体部
２２ 押圧部
２２ａ 加工面
２５ 本体部
２６ａ 加工面
３１ 第１のプレート
３２ 第２のプレート
３３ 測定治具本体
３６ 荷重受け駒
３９ 歪みゲージ
４１ 水平棒材
４９ 渦電流変位センサ
５１ レーザー変位計 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Press machine main body 11 Press die 12 Measuring device 13 Lower die 14 Upper die 15 Bed 16 Bolster 17 Slider 18 Column 19 Crown 20 Drive device 21 Main-body part 22 Press part 22a Processing surface 25 Main-body part 26a Processing surface 31 1st Plate 32 second plate 33 measuring jig body 36 load receiving piece 39 strain gauge 41 horizontal bar 49 eddy current displacement sensor 51 laser displacement meter

Claims (5)

下金型および前記下金型に向けて上下動する上金型を備えたプレス金型のプレス成形時の動的変形を測定するプレス金型の動的変形測定方法であって、
前記下金型を支持するボルスタおよび前記上金型を上下動するスライダを備えたプレス機本体と前記プレス金型との間に着脱自在に配置されるプレート状の測定治具本体と、前記測定治具本体の表面に沿って隙間を隔てて延びるとともに前記ボルスタの外周部に対応させて前記測定治具本体に設けられた支持部材に両端部が滑り支持される水平棒材とを有する測定治具を用い、
前記水平棒材に設けられて前記測定治具本体の特定部位と前記水平棒材との変位量を検出する変位量検出手段により、プレス形成時における前記プレス金型の弾性変形に起因する前記特定部位の上下方向の弾性変形量を検出し、
検出された弾性変形量に基づいて前記プレス金型のプレス形成時の弾性変形量を演算することを特徴とするプレス金型の動的変形測定方法。 A method for measuring dynamic deformation of a press mold for measuring dynamic deformation during press molding of a press mold having a lower mold and an upper mold that moves up and down toward the lower mold,
A plate-shaped measuring jig main body that is detachably disposed between a press machine main body having a bolster that supports the lower mold and a slider that moves the upper mold up and down, and the measurement A measurement jig having a horizontal bar that extends along the surface of the jig body with a gap and is supported by sliding on both ends of a support member provided on the measurement jig body so as to correspond to the outer peripheral portion of the bolster. Using tools,
The specified due to elastic deformation of the press die during press forming by a displacement amount detecting means provided on the horizontal rod for detecting the amount of displacement between the specific portion of the measuring jig main body and the horizontal rod. Detect the amount of elastic deformation in the vertical direction of the part,
A method for measuring dynamic deformation of a press die, comprising calculating the amount of elastic deformation at the time of press forming of the press die based on the detected amount of elastic deformation. 請求項１記載のプレス金型の動的変形測定方法において、
前記測定治具は、前記測定治具本体に配置されてプレス成形時に前記プレス金型から前記測定治具本体の特定部位に加えられる荷重を受ける荷重受け駒と、前記荷重受け駒に設けられてプレス形成時における前記プレス金型の弾性変形に起因して前記荷重受け駒に加わる圧力を測定する圧力検出手段とを有し、
前記上金型の前記下金型に対する位置に応じた前記プレス金型の弾性変形量と前記プレス金型の成形面に加わる圧力分布とを同期させて演算することを特徴とするプレス金型の動的変形測定方法。 In the dynamic deformation measuring method of the press die according to claim 1,
The measurement jig is provided on the load receiving piece, which is disposed on the measurement jig main body and receives a load applied from the press die to a specific part of the measurement jig main body during press molding. Pressure detecting means for measuring the pressure applied to the load receiving piece due to elastic deformation of the press die during press formation,
A press mold characterized in that an elastic deformation amount of the press mold according to a position of the upper mold with respect to the lower mold and a pressure distribution applied to a molding surface of the press mold are calculated in synchronization. Dynamic deformation measurement method. 下金型および前記下金型に向けて上下動する上金型を備えたプレス金型のプレス成形時の動的変形を測定するプレス金型の動的変形測定装置であって、
前記下金型を支持するボルスタおよび前記上金型を上下動するスライダを備えたプレス機本体と前記プレス金型との間に着脱自在に配置されるプレート状の測定治具本体と、
前記測定治具本体の表面に沿って隙間を隔てて延びるとともに前記ボルスタの外周部に対応させて前記測定治具本体に設けられた支持部材に両端部が滑り支持される水平棒材と、
前記水平棒材に設けられ、前記測定治具本体の特定部位と前記水平棒材との変位量を測定し、プレス形成時における前記プレス金型の弾性変形に起因する前記特定部位の上下方向の弾性変形量を検出する変位量検出手段とを有し、
前記弾性変形量に基づいて前記プレス金型のプレス形成時の弾性変形量を求めることを特徴とするプレス金型の動的変形測定装置。 A press die dynamic deformation measuring apparatus for measuring dynamic deformation during press molding of a press die having a lower die and an upper die that moves up and down toward the lower die,
A plate-shaped measuring jig main body detachably disposed between a press machine main body provided with a bolster that supports the lower metal mold and a slider that moves the upper metal mold up and down, and the press metal mold;
A horizontal bar that extends along the surface of the measurement jig main body with a gap and is supported by sliding on both ends of the support member provided in the measurement jig main body corresponding to the outer peripheral portion of the bolster,
Provided on the horizontal bar, measure the amount of displacement between the specific part of the measuring jig body and the horizontal bar, and in the vertical direction of the specific part due to elastic deformation of the press mold during press formation Displacement amount detecting means for detecting the amount of elastic deformation;
An apparatus for measuring a dynamic deformation of a press die, wherein an elastic deformation amount during press forming of the press die is obtained based on the elastic deformation amount. 請求項３記載のプレス金型の動的変形測定装置において、
前記測定治具本体に配置され、プレス成形時に前記プレス金型から前記測定治具本体の特定部位に加えられる荷重を受ける荷重受け駒と、
前記荷重受け駒に設けられ、プレス形成時における前記プレス金型の弾性変形に起因して前記荷重受け駒に加わる圧力を検出する圧力検出手段と、
前記金上型の前記下金型に対する位置に応じた前記プレス金型の弾性変形量と前記プレス金型の成形面に加わる圧力分布とを同期して演算することを特徴とするプレス金型の動的変形測定装置。 In the dynamic deformation measuring apparatus of the press die according to claim 3 ,
A load receiving piece that is disposed on the measurement jig body and receives a load applied to a specific part of the measurement jig body from the press mold during press molding;
A pressure detecting means provided on the load receiving piece for detecting a pressure applied to the load receiving piece due to elastic deformation of the press die during press formation;
An amount of elastic deformation of the press mold according to a position of the upper mold with respect to the lower mold and a pressure distribution applied to a molding surface of the press mold are calculated in synchronization with each other. Dynamic deformation measuring device. 請求項４記載のプレス金型の動的変形測定装置において、
前記測定治具本体は、前記水平棒材が設けられるとともに前記ボルスタと前記スライダの一方に装着される第１の測定プレートと、前記第１の測定プレートに隙間を隔てて対向し前記隙間内に複数の前記荷重受け駒が分散して配置されるとともに前記ボルスタと前記スライダの他方に装着される第２の測定プレートとを有し、
前記変位量測定手段は、前記第１の測定プレートと前記第２の測定プレートの一方の特定部位の上下方向の弾性変形量を検出することを特徴とするプレス金型の動的変形測定装置。 In the dynamic deformation measuring apparatus of the press die according to claim 4 ,
The measurement jig main body is provided with the horizontal bar and is opposed to the first measurement plate mounted on one of the bolster and the slider with a gap between the first measurement plate and the first measurement plate. A plurality of the load receiving pieces are arranged in a distributed manner and have a second measurement plate attached to the other of the bolster and the slider;
The apparatus for measuring dynamic deformation of a press die, wherein the displacement measuring means detects an amount of elastic deformation in a vertical direction of one specific portion of the first measurement plate and the second measurement plate.

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